生物一轮复习必修1：第5章 第2、3节 细胞的能量“通货”ATP的主要来源

nullnullnullnull一、细胞的能量“通货”—ATP 1.ATP的结构(1)中文名称： 。 (2)结构简式： ，一个ATP分子中含有一个 ， 两个 ，三个 。 (3)ATP分子中大量的化学能储存在 中。三磷酸腺苷腺苷高能磷酸键磷酸基团高能磷酸键A－P～P～Pnull2.ATP与ADP的相互转化 (2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的 。 (3)ATP形成的能量来源 ①动物、人、真菌、大多数细菌来自于 释放的 能量。 ②绿色植物的 和 都形成ATP。共性细胞呼吸光合作用细胞呼吸(1)相互转化的反应式：ADP＋Pi＋能量2ATP。null3.ATP的利用 (1)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供 能量的。 (2)细胞的吸能反应一般与 的反应相联系，放能反应 一般与 相联系，即能量通过ATP而转化。ATPATP水解ATP合成null二、探究酵母菌的呼吸方式 1.酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生 存，属于 菌。 2.检测CO2的产生：可使用澄清石灰水或 蓝水溶 液，CO2可使后者发生的颜色变化是 。 3.检测酒精的产生：可使用橙色的 溶液，在酸性条 件下与酒精发生化学反应，变成 。兼性厌氧溴麝香草酚由蓝变绿再变黄重铬酸钾灰绿色null三、细胞呼吸的方式 1.有氧呼吸 (1)过程与场所null(2)总反应式2.无氧呼吸 (1)反应式 ①分解成酒精的反应式为： ②转化成乳酸的反应式为： null(2)过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段 。第二阶段 的产物是 或 。其全过程都在 中 进行。相同酒精和CO2细胞质基质乳酸nullnull1.ATP的结构 (1)元素组成：C、H、O、N、P。 (2)ATP结构式(简式：A－P～P～P)nullnull　ATP去掉两个磷酸基后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。null2.ATP与ADP的相互转化 null ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以 及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP 和ADP的相互转化不是可逆反应，但物质是可循环利用的。null3.ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)光合作用null(2)细胞呼吸null　 光合作用中产生的ATP专用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP则用于各项生命活动。null[例1]　(2010·泰安质检)下列关于ATP的叙述，正确的是 (　　) A.ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本 单位之一 B.人长时间剧烈运动时骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 ATP的量与安静时相等 C.细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化 D.长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到 动态平衡null[课堂笔记]　选　ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；人长时间剧烈运动时，部分骨骼肌细胞进行无氧呼吸，人体细胞进行无氧呼吸时，每摩尔葡萄糖生成ATP的量远远少于安静时进行有氧呼吸产生的量；细胞分裂需消耗能量；ATP分解的同时会产生ADP，故细胞中ATP与ADP的含量始终处于动态平衡之中。Cnullnull1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解null2.有氧呼吸与无氧呼吸比较nullnull[例2]　　(2009·上海高考)在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 (　　)nullA.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下，无氧呼吸最弱 D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体null[课堂笔记]　选　a条件下为无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗体积为3的O2，产生体积为3的CO2，消耗葡萄糖相对量为0.5，无氧呼吸产生体积为5的CO2，消耗葡萄糖相对量为2.5。d条件下只有有氧呼吸，无氧呼吸为0，产生的CO2全部来自线粒体。Dnull (1)无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳 酸的无氧呼吸。 (2)不消耗O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精 的无氧呼吸。 (3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行 有氧呼吸。 (4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进 行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情 况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下 ：　　据CO2释放量和O2吸收量判断细胞呼吸状况nullnull1.内部因素(1)不同植物的呼吸速率不同 (2)同一植物不同部位呼吸速率不同 (3)同一植物不同发育时期呼吸速率不同null2.环境因素 (1)呼吸速率与温度的关系(如图甲) ①最适温度时，细胞呼吸最强，超 过最适温度呼吸酶活性降低，甚至 变性失活，细胞呼吸受抑制；低于 最适温度酶活性下降，细胞呼吸受 抑制。 ②生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在 大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸， 减少有机物的消耗，提高产量。null(2)呼吸速率与O2浓度的关系(如图乙) ①O2浓度低时，无氧呼吸占优势， 随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被 抑制，有氧呼吸不断加强；但当 O2浓度达到一定值后，随O2浓度 增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶 数量等因素的限制)。null②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜 时间；中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透 气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制 厌氧病原菌的繁殖。null(3)呼吸速率与含水量的关系(如图丙) ①在一定范围内，细胞呼吸速率随 含水量的增加而加快，随含水量的 减少而减慢。 ②在作物种子储藏时，将种子风干， 以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。null　 种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。null[例3]　(2009·天津高考)按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。 null下列叙述正确的是 (　　) A.甲组不产生CO2而乙组产生 B.甲组的酒精产量与丙组相同 C.丁组能量转换率与丙组相同 D.丁组的氧气消耗量大于乙组null[课堂笔记]　选　据题可知，对酵母菌的处理是破碎细胞保持细胞器完整。它与未处理细胞的差别是细胞质浓度不同，细胞质中酶的浓度不同。破碎细胞的细胞质中酶的浓度较低，所以反应速率较慢，生成的丙酮酸较未破碎细胞少，所以丁组的氧气消耗量大于乙组。Dnullnullnullnull命题设计 如图是在微重力环境下测量花生种子萌发时试管中气体体积变化的实验装置。每个试管中均放10 g用消毒液清洗过(不影响种子生命力)的萌发种子。实验开始时，U形管两侧液面相平。夹紧橡胶管，在25℃下经30分钟后结束实验，液面高度变化如图所示。请回答下列问题：nullnull (1)种子用消毒液清洗的目的是　 。 (2)装置B左侧液面上升的最可能原因是 　。 (3)干重相同的小麦和花生种子，萌发时有氧呼吸释放CO2的量与吸收O2的量的比值，花生种子　　　 　(填“大于”“等于”或“小于”)小麦种子。null (4)装置A中滤纸的作用是 。 (5)若发芽的种子有的已长出幼叶，则应将该实验置于黑暗中进行，理由是　 (6)由于外界温度、压强的改变会导致气体体积的改变，所以还应再设置一对照装置C。装置C的试管中应放入　　　 　　　。null 【解题指导】　　(1)用消毒液清洗可以杀死种子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果。(2)装置B左侧液面上升的最可能原因是种子呼吸作用吸收O2的量大于CO2的释放量，导致试管内气压下降所致。(3)花生种子的脂肪含量高，脂肪与糖相比含较少的氧和较多的氢，有氧呼吸时，脂肪的耗氧量多于等量的糖。null (4)滤纸上吸附有NaOH溶液，增大了CO2的吸收面积。(5)实验要在黑暗中进行，避免幼苗因光合作用而干扰呼吸作用的气体量变化。(6)观察由于外界温度、压强的改变导致气体体积的改变，可设置空白对照，加入10 g被煮熟的发芽种子和等量的蒸馏水即可。null 【】　(1)杀死种子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果　(2)种子呼吸作用吸收O2的量大于CO2的释放量，导致试管内气压下降　(3)小于　(4)增大CO2的吸收面积　(5)避免幼苗因光合作用而干扰呼吸作用的气体量变化　(6)10 g被煮熟的发芽种子和等量的蒸馏水null理论指导1.实验原理 (1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性 厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在 进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。——探究酵母菌细胞呼吸的方式 null(2)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水 溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草 酚蓝水溶液变成黄色消耗时间的长短，可以检测酵母菌 培养液中CO2的产生情况。 (3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学 反应，变成灰绿色。null2.实验流程nullnull3.注意事项 (1)将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通 过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的 空气先经过NaOH的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证 第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧 呼吸产生CO2所致。 (2)B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的氧消 耗完毕，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。null命题设计 (2009·福建高考)如图表示的是 测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究 小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸 作用的情况。 用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。 实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。null (1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容： null (2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是　　　　，这是控制实验的　　　　变量。 (3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤： (4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：　　　　(用“<、＝、>”表示)，则假设成立。null 【解题指导】　(1)本实验的自变量是氧气的有无，因变量是温度变化，其他变量是无关变量(控制变量)，对于无关变量要控制其等量且适宜。(2)将葡萄糖溶液煮沸的目的是排除溶液中的氧气。(3)本实验的自变量是呼吸作用的有无，因变量还是温度变化，因此除步骤二以外与B组完全相同。(4)有氧呼吸产生的热量最多，而没有呼吸作用的C组几乎不产生热量。null 【答案】　(1)①不加入石蜡油　②加入10 g活性干酵母 (2)去除氧气　自　(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液　④不加入活性干酵母　(4)A>B>Cnullnull1.ATP是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述中，不正确的是 (双选) (　　) A.ATP可以水解，为细胞提供能量，实际上是指ATP分子中远 离腺苷的高能磷酸键的水解 B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性 C.在ADP和ATP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用 D.ATP是生物体利用的唯一直接能源物质.null解析：合成ATP所需的能量，对于植物来说主要来自光合作用和呼吸作用，对于动物来说主要来自呼吸作用。答案：CDnull2.在水稻叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质 中，产生的主要代谢产物分别是 (　　) A.丙酮酸、CO2、葡萄糖　　　B.丙酮酸、葡萄糖、CO2 C.CO2、丙酮酸、葡萄糖 D.葡萄糖、丙酮酸、CO2null解析： 在细胞质基质中，可进行有氧呼吸的第一阶段， 产生丙酮酸；在线粒体基质中，可进行有氧呼吸的第二 阶段，产生二氧化碳；在叶绿体基质中，发生光合作用 的暗反应，最终生成以葡萄糖为主的有机物。答案：Anull3.细胞有氧呼吸中，水作为反应物参与的过程是 (　　) A.葡萄糖→丙酮酸 B.丙酮酸→二氧化碳和[H] C.[H]与O2结合生成水 D.ADP和Pi形成ATP解析：有氧呼吸过程中既有H2O的消耗，也有H2O的生成。在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和H2O彻底分解，生成CO2和大量[H]；在第三阶段，由一、二阶段产生的[H]和O2结合，生成H2O。答案：B null4.(2009·全国卷Ⅱ)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是(　　) A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸 C.酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用null解析：细胞呼吸是所有活细胞中的有机物在酶的催化作用下氧化分解并释放能量的过程。细胞呼吸一旦停止，细胞就死亡。人体硬骨组织细胞是活细胞，可以进行细胞呼吸；叶肉细胞是活细胞，叶肉细胞在进行光合作用的同时也进行细胞呼吸；酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。答案：D null5.下图是探究酵母菌呼吸作用方式的实验过程图，以下说法 不正确的是 (　　).nullA.实验前必须进行装置的气密性检验 B.实验前D瓶应封口放置一段时间后再与E瓶连接 C.实验前应做预实验以确定酵母菌的适宜用量 D.相同时间内C、E瓶中浑浊程度相同null解析：实验前D瓶封口放置一段时间后再与E瓶连接，以消耗完其中的氧气。相同时间内无氧呼吸产生的CO2量少于有氧呼吸产生的CO2量，故C、E瓶中浑浊程度不同。答案：Dnull6.下列有关细胞呼吸原理应用错误的是 (　　) A.为使蔬菜保鲜，应当将蔬菜放入冰箱中－4℃储藏， 这样能够降低细胞呼吸速率，减少细胞内有机物的损耗 B.对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行 充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的 吸收 null C.酵母菌是兼性厌氧微生物，在适宜的通气、温度和pH等 条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进 行酒精发酵 D.选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药 物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌 的繁殖，从而有利于伤口的痊愈null解析：蔬菜保鲜储藏通常采用低温，以降低细胞呼吸的速率，减少细胞内有机物的损耗。但是，也不是温度越低越好，为避免细胞受到明显损伤，常用的适宜低温是4℃。答案：Anull7.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：null据图回答下列问题： (1)图中A是　　　　，其产生的部位是　　　　。 (2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是　　　，可在人体细胞中进行的是　　　　。 (3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中　　　　过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中　　　　过程。 (4)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为　　　　　　　　　　　　。 (5)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为　　　　。null解析：图中①是细胞呼吸第一阶段，②是有氧呼吸第二、三阶段，③、④分别是两种无氧呼吸类型。图中A是丙酮酸。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不会产生酒精。答案：(1)丙酮酸　细胞质基质 (2)②　①②④　(3)①③　①④ (4)种子在有氧呼吸过程中产生了水 (5)1∶3null